Pós- graduação em Motorização de Veículos Elétricos e Híbridos

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1 Escola Superior de Tecnologia de Setúbal / IPS Pós- graduação em Motorização de Veículos Elétricos e Híbridos e CVs resumidos dos docentes Máquinas Elétricas (20h) Docente: Silviano Rafael Silviano Rafael é professor adjunto na ESTSetúbal/IPS. Possui o doutoramento em Engenharia Electrotécnica e Computadores pela FCT/UNL (2010), o mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores pelo IST/UTL (2004), licenciatura (1996) e bacharelato (1994) em Engenharia Electrotécnica pela ESTSetúbal/IPS. Os seus interesses no domínio da investigação situam- se nas áreas das máquinas eléctricas, electrónica de potência, sistemas de controlo não linear e inteligente aplicado a acionamentos eléctricos e sistemas de gestão de energia eléctrica, sendo autor de mais de 20 publicações em revistas, livros e conferências internacionais com arbitragem científica. Assegurar conhecimentos que permitam trabalhar com os principais tipos de Máquinas Elétricas utilizadas em aplicações industriais e na produção, transporte e distribuição de Energia Elétrica. Introdução: Fundamentos da conversão eletromecânica de energia. Elementos constitutivos de um conversor elementar (lei de Ampére, Lei de Faraday, Lei de Lenz e força de Lorentz- Laplace). Circuito magnético: Efeito de um entreferro, Perdas no ferro. Máquinas de Corrente Contínua: Aspectos construtivos e princípio de funcionamento como gerador. Caraterísticas de funcionamento e representação do modelo da máquina em regime permanente. Reversibilidade da máquina; principio de funcionamento como motor e suas caraterísticas em regime permanente. Arranque, frenagem e regulação de velocidade. 1

2 Avarias mais comuns e manutenção. Trânsito de potência, perdas e rendimento. Simbologia, esquemas de ligação e aplicações industriais. Máquinas Síncronas: Aspetos construtivos e princípio de funcionamento como gerador. Noção de campo girante, de sincronismo e suas caraterísticas. Representação do modelo da máquina em regime permanente equilibrado. Aplicações da máquina síncrona em sistemas de produção de energia. Funcionamento como motor e suas caraterísticas. Aplicações em sistemas de acionamento. Trânsito de potência, perdas e rendimento. Simbologia e esquemas de ligações. Máquinas Assíncronas: Aspectos construtivos, princípio de funcionamento como motor trifásico. Noção de campo girante, escorregamento, velocidade, binário e de tipos de máquinas assíncronas. Sistemas de arranque e frenagem, regulação de velocidade. Trânsito de potência, perdas e rendimento. Simbologia e esquemas de ligações. Transformador: Aspectos construtivos e princípio de funcionamento do transformador de potência monofásico e trifásico. Representação do esquema equivalente e caraterísticas. Trânsito de potência, perdas e rendimento. Simbologia e esquemas de ligações. Eletrónica de Potência (20h) Docente: Victor Pires Victor Fernão Pires recebeu o grau de Doutor em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores pelo Instituto Superior Técnico em Desde 1991 é Professor na Escola Superior de Tecnologia de Setúbal / Instituto Politécnico de Setúbal, ensinando nas áreas da Electrónica de Potência e Sistemas de Gestão Técnica. Também é investigador no Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores (INESC- ID Lisboa), senior member do Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) e membro sénior da Ordem dos Engenheiros. Assegurar conhecimentos fundamentais na área da Engenharia Eletrotécnica/Eletrónica em aplicações industriais e na produção, transporte e distribuição de energia elétrica. - Identificar semicondutores, circuitos e sistemas de eletrónica de potência. - Explicar o princípio de funcionamento dos conversores eletrónicos de potência elementares. - Dimensionar os componentes constituintes dos conversores eletrónicos de potência básicos. - Selecionar os semicondutores e conversores eletrónicos de potência mais adequados para cada aplicação. Motores de Combustão (20h) Docente: Paulo Fontes Paulo Fontes é licenciado, mestre e doutor em Engenharia Mecânica pelo Instituto Superior Técnico. A licenciatura foi efetuada no ramo de Termodinâmica Aplicada e o mestrado no perfil de Energia. O doutoramento foi efetuado na área de combustão. É professor coordenador da área de Termodinâmica Aplicada do Departamento de Engenharia Mecânica 2

3 e leciona unidades curriculares nas áreas de transmissão de calor e combustão. Assegurar conhecimentos que permitam a compreensão do funcionamento dos motores de combustão interna e identificação dos principais componentes. - Princípios da reação de combustão: Combustíveis; Oxidantes; Estequiometria; Emissões de Gases; Energia da Combustão. - Princípios de funcionamento dos motores de combustão interna: Ciclos de Potência; Ciclos de Gás; Motores de Combustão Interna; Calor e Trabalho do Ciclo de Potência; Eficiência do Ciclo. - Tipos de motores: Ciclo Otto; Ciclo Diesel. - Anatomia de um motor de combustão interna alternativo: Descrição e objetivo dos principais elementos constitutivos de um motor. - Evolução dos motores de combustão interna. - Estratégias de otimização da eficiência dos motores de combustão interna: Otimização de Motores para Veículos Híbridos. Mecânica Automóvel (20h) Docente: Paulo Moita Paulo Moita é licenciado em Engenharia Mecânica pela Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, doutorado na mesma especialidade pelo Instituto Superior Técnico. É responsável pelo ramo de Engenharia Automóvel do curso de Engenharia Mecânica da Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal. Assegurar conhecimentos que permitam a compreensão do funcionamento da vertente mecânica dos automóveis, nomeadamente construção, dinâmica, transmissão. - Constituição convencional de um chassis de um automóvel - Constituição e funcionamento dos sistemas de direção, suspensão e travagem - Componentes e elementos críticos para o projeto de sistemas de transmissão em automóveis - Análise dinâmica do automóvel; utilização da telemetria do simulador automóvel da ESTSetúbal/IPS. Aquisição e Processamento de Sinal (20h) Docente: Rui Amaral Rui Amaral é licenciado em engenharia electrotécnica pela FCT- UC, mestre em sistemas e automação pela FCT- UC e doutorado engenharia electrotécnica e de computadores pelo IST- UL. É professor adjunto na ESTSetúbal- IPS no departamento de engenharia electrotécnica. Lecciona a UC de electrónica de aquisição e processamento de sinais à licenciatura de engenharia electrotécnica e computadores ( ). Possui várias publicações na área de engenharia electrotécnica. 3

4 Objectivos do módulo Perceber e projetar circuitos para: alimentar sensores em tensão e em corrente, amplificar sinais, converter sinais de corrente em tensão e vice- versa, rectificar sinais com precisão, detetar picos de tensão e memorizar sinais. Estudar o funcionamento, interface e aplicação dos sensores de utilização mais frequente. 1. Cadeia de Aquisição e Processamento de Sinais. 2. Sensores e transdutores automotivos. 1. Sensores de pressão, temperatura, posição, velocidade, etc. ; 2. Sensores de efeito de Hall, encoders, resolvers, sondas lambda, etc.; 3. Circuitos de condicionamento do sinal. 1. Amplificação de sinal; 2. Filtragem (Anti- aliasing e Reconstrutores); 3. Multiplexers Analógicos; 4. Circuitos Sample and Hold (S/H); 4. Conversores Analógico/Digital (A/D- C). 5. Conversores Digital/Analógico/Digital (D/A- C). 6. Projeto de Sistemas de Aquisição e Processamento de Sinais. Sistemas Elétricos e Eletrónicos no Automóvel (16h) Docentes: Victor Pires e Ana Antunes Victor Fernão Pires recebeu o grau de Doutor em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores pelo Instituto Superior Técnico em Desde 1991 é Professor na Escola Superior de Tecnologia de Setúbal / Instituto Politécnico de Setúbal, ensinando nas áreas da Electrónica de Potência e Sistemas de Gestão Técnica. Também é investigador no Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores (INESC- ID Lisboa), senior member do Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) e membro sénior da Ordem dos Engenheiros. Ana Antunes é licenciada em engenharia de Electrónica e Telecomunicações pela Universidade de Aveiro, possui o Dîplome d Études Approfondies em Microelectrónica pela Universidade Joseph Fourier, Grenoble, França e o doutoramento em engenharia Electrotécnica pela Universidade de Aveiro, na área de sistemas distribuídos de tempo- real. Participa regularmente em vários projectos de desenvolvimento para empresas na área de electrónica automóvel. Assegurar conhecimentos que permitam identificação e a compreensão dos principais elementos e funcionamento dos componentes eletrónicos a bordo do automóvel. - Sistemas elétricos a bordo - Baterias e alternadores - Actuadores - cablagens - Redes dentro do automóvel (CAN- Bus) - Centralinas (Electronic Control Units): controlo do motor combustão, controlo de 4

5 estabilidade, controlo de caixa de velocidades, controlo de conforto - Compatibilidade eletromagnética (EMC) Mercado da Mobilidade Elétrica (20h) Docente: Bernardo Ribeiro Bernardo Sousa Ribeiro Licenciado e doutorado em engenharia mecânica, especialização em engenharia automóvel. Tem 9 anos de experiência na área de I&D tendo além disto trabalhado em empresas do sector automóvel e aeronáutico em áreas de engenharia de desenvolvimento e engenharia industrial mais de 6 anos. É coordenador de I&D no CEIIA com funções transversais à área automóvel e aeronáutica, sendo responsável pela coordenação global de projectos de I&D, doutoramentos em curso e pela concepção de novos projectos de I&D em parceria com empresas nacionais e estrangeiras. Dotar os alunos de conhecimentos sobre o mercado da mobilidade elétrica, bem como as tendências e modelos de negócio associados. - Drivers da mobilidade elétrica (energia, emissões, eficiência). - Vantagens e desvantagens da mobilidade elétrica. - Novas tecnologias associadas à mobilidade elétrica - Posicionamento dos principais construtores automóvel e novos players. - Novas arquitecturas de veículos - Novos modelos de negócio (car- sharing, V2G, etc.) - Ciclo de vida do veículo elétrico e dos seus componentes (análise de custo) Motorização Elétrica (20h) Docente: José Maia José Maia é licenciado, mestre e doutor em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores pelo Instituto Superior Técnico. É Professor Coordenador na Escola Superior de Tecnologia de Setúbal / IPS, leccionando nas áreas dos Accionamentos Eléctricos e das Energias Renováveis. É também investigador no Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores (INESC- ID Lisboa), Coordenador do Mestrado em Eng. Electrotécnica e de Computadores e Coordenador da Pós- graduação em Motorização de Veículos Eléctricos e Híbridos. Assegurar conhecimento que permita a identificação, bem como as bases para as atividades de desenvolvimento, montagem/ligação e manutenção de motores elétricos em automóveis. - Tipos, características e desempenho de motores elétricos utilizados na mobilidade elétrica - Dimensionamento e selecção de motores elétricos - Soluções de montagem/integração (1, 2 e 4 motores) - Motores nas rodas (motor- in- wheel) - Sistemas de refrigeração de motores (ar, água, óleo). 5

6 Motorização Híbrida (20h) Docentes: José Maia e Paulo Moita José Maia é licenciado, mestre e doutor em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores pelo Instituto Superior Técnico. É Professor Coordenador na Escola Superior de Tecnologia de Setúbal / IPS, leccionando nas áreas dos Accionamentos Eléctricos e das Energias Renováveis. É também investigador no Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores (INESC- ID Lisboa), Coordenador do Mestrado em Eng. Electrotécnica e de Computadores e Coordenador da Pós- graduação em Motorização de Veículos Eléctricos e Híbridos. Paulo Moita é licenciado em Engenharia Mecânica pela Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, doutorado na mesma especialidade pelo Instituto Superior Técnico. É responsável pelo ramo de Engenharia Automóvel do curso de Engenharia Mecânica da Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal. Assegurar conhecimento que permita a identificação, bem como as bases para as atividades de desenvolvimento, montagem e manutenção de sistemas de propulsão híbridos. - Características da tração híbrida - Configurações de sistemas híbridos de tração - Extensores de autonomia - Sistema Start/Stop - Travagem regenerativa - Principais sistemas híbridos presentes no mercado - Estratégias de operação para veículos híbridos Controlo de Motores Elétricos (20h) Docente: José Maia José Maia é licenciado, mestre e doutor em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores pelo Instituto Superior Técnico. É Professor Coordenador na Escola Superior de Tecnologia de Setúbal / IPS, leccionando nas áreas dos Accionamentos Eléctricos e das Energias Renováveis. É também investigador no Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores (INESC- ID Lisboa), Coordenador do Mestrado em Eng. Electrotécnica e de Computadores e Coordenador da Pós- graduação em Motorização de Veículos Eléctricos e Híbridos. Assegurar conhecimento que permita a definição de estratégias e bases para a programação de controladores de motores elétricos em automóveis. - Princípio de funcionamento dos controladores de motores elétricos. - Estratégias de controlo em veículos elétricos e híbridos (gestão carga bateria, modo económico, modo desportivo, etc.) - ção de controladores. - Diferencial eletrónico. - Travagem regenerativa e optimização do aproveitamento de energia. 6

7 Baterias de Tração (28h) Docente: Victor Antunes Victor Antunes é licenciado, mestre e doutor em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores pelo Instituto Superior Técnico. É Professor Adjunto na Escola Superior de Tecnologia de Setúbal / IPS, leccionando na área da Electrónica Analógica. Participa em vários projectos de desenvolvimento na área de electrónica automóvel. É Coordenador da Pós- graduação em Motorização de Veículos Eléctricos e Híbridos. Assegurar os conhecimentos base para as actividades de desenvolvimento, montagem e manutenção de baterias para automóveis elétricos, bem como os conhecimentos que permitam a definição de estratégias e bases para o projeto e construção de sistemas de gestão de baterias. - Tipos e química de baterias aplicadas na mobilidade elétrica. - Arquitetura de montagem de baterias. - Cablagem de potência para baterias de tracção. - Dimensionamento e packaging de baterias. - Sistemas de controlo de temperatura de baterias. - Aspectos de segurança associados às baterias. - Envelhecimento de baterias - Modelo dinâmico das baterias - Introdução aos supercondensadores - BMS ativos e passivos. Manutenção, Segurança e Fim de Vida do Veículo Elétrico (20h) Docente: Aldina Soares Aldina Soares é professora Adjunta no Departamento de Engenharia Mecânica da Escola Superior de Tecnologia do Instituto Politécnico de Setúbal desde Possui licenciatura em Engenharia Metalúrgica, mestrado em Engenharia de Materiais e doutoramento em Engenharia do Ambiente, pelo Instituto Superior Técnico - Universidade Técnica de Lisboa. A investigação de doutoramento centrou- se na reciclagem automóvel. Tem experiência profissional de 8 anos no sector da metalomecânica e 4 anos como consultora em gestão da qualidade e ambiente. Participou em projetos europeus de investigação aplicados a automóvel nomeadamente o projeto Autointeriors sobre as tendências para os interiores e o projeto Green Car Eco- Design sobre o projeto ecológico de carros elétricos. Dotar os alunos de conhecimentos sobre aspetos de segurança, manutenção, reutilização e o fim de vida das várias partes constituintes do veículo elétrico, em particular das baterias. - Planos e procedimentos de manutenção dos sistemas motorização e sistemas de energia 7

8 em veículos elétricos - Aspectos de segurança em veículos elétricos - Riscos e tratamento de sinistros - Principais problemas ambientais dos veículos elétricos - Reutilização e reciclagem de baterias Infraestrutura e Carregamento de Baterias (20h) Docente: Victor Pires Victor Fernão Pires recebeu o grau de Doutor em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores pelo Instituto Superior Técnico em Desde 1991 é Professor na Escola Superior de Tecnologia de Setúbal / Instituto Politécnico de Setúbal, ensinando nas áreas da Electrónica de Potência e Sistemas de Gestão Técnica. Também é investigador no Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores (INESC- ID Lisboa), senior member do Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) e membro sénior da Ordem dos Engenheiros. Dotar os alunos de conhecimentos sobre a infra- estrutura, modos e standards associados ao carregamento de veículos elétricos. - Equipamentos de carregamento de baterias. - Fator de potência unitário - Normas associadas ao carregamento de veículos elétricos (conectores, níveis de potência, protocolos de comunicação). - Carregamento doméstico - Carregamento bidirecional. - Carregamento por indução. - Composição e gestão de redes de carregamento de veículos elétricos. Gestão da Rede Elétrica (16h) Docente: Paulo Santos Paulo Jorge Santos é professor adjunto no Instituto Politécnico de Setúbal- ESTSetúbal. Possui o doutoramento em engenharia eletrotécnica (FCT/UC- 2005), o mestrado em engenharia eletrotécnica e de computadores (IST/UL- 1998), licenciatura em engenharia eletrotécnica e de computadores (IST/UL- 1992), bacharel em engenharia e sistemas de potência (ISEL 1985). É investigador convidado no INESCCoimbra desde Dotar os alunos de conhecimentos sobre a constituição, operação e controlo de redes elétricas desde a produção, transporte e distribuição. - Funcionamento dos sistemas de produção, transporte, distribuição e utilização de energia elétrica. - Identificar os seus vários componentes: transformadores, equipamentos de eletrónica de potência, aparelhagem de medição, etc. 8

9 - Interligação de novas fontes de energia. - Análise de perfis de consumo e integração dos veículos elétricos. Projeto Docente: vários Dotar os alunos de conhecimentos adquiridos através de experiência numa tecnologia ou processo associado a um ou vários temas da mobilidade elétrica. - Trabalho realizado em ambiente industrial ou no âmbito de projetos de I&D, contactando diretamente com uma tecnologia ou processo específico. - Capacidade para a análise e resolução de problemas reais, aprofundando os conhecimentos através de pesquisa de tecnologias e processos para além dos conteúdos da parte letiva e introduzindo a variável económica. - Capacidade para a avaliação dos interfaces e interdependências entre tecnologias / componentes. 9